Hva er fotodetektorer?

Fotodetektorer er enheter som er i stand til å registrere elektromagnetisk energi, typisk lys, som inneholder fotonpartikler som er en type elektromagnetisk energi. Selv om det er mange typer, er de vanligste mekaniske, biologiske, kjemiske. Fotodetektorer kan også brukes som termometre - for å måle stråling, for å generere spenning, for å forsterke en eksisterende strøm og for å registrere bilder. Planter bruker til og med en form for fotodeteksjon for å lede deres vekst, da cellene deres reagerer på lyset og vokser mot det. Enten naturlig eller kunstig, alle fotodetektorer deler et felles prinsipp: en reaksjon utløst av tilstedeværelsen av lys.

Et eksempel på en mekanisk sensor av denne typen vil være et lasersikkerhetssystem som oppdager tilstedeværelsen av laserlys, og dets avbrudd, for å bestemme inntrenging og utløse en alarm. Den mest kjente biologiske sensoren er øyet, som oppdager og reagerer på lys for å tolke optiske signaler, som det deretter sender til hjernen som et bilde. Fotografisk film er en av de enkleste formene for kjemiske sensorer - den bruker lys for å innprente et bilde på overflaten. Fotografer utvikler filmen sin i mørkerom for å unngå å ødelegge den, hvis filmen får en kjemisk reaksjon på lyset.

Med et bredt spekter av bruksområder, vises fotodetektorer overalt fra partikkeldetekterende teleskoper til Large Hadron Collider til UV-sensitive solbriller. Flertallet av fotodetektorer er kalibrert for å oppdage lys og stråling på et veldig spesifikt spektrum, alt fra ultrafiolett til infrarødt. Infrarøde enheter, for eksempel varmesensorer og fjernkontroller på TV, bruker lys på det infrarøde spekteret for å overføre et signal, som blir fanget og tolket av en detektor. Når du trykker på en knapp på en fjernkontroll fra fjernsynet, sender fjernkontrollen et infrarødt signal på en bølgelengde som er usynlig for det menneskelige øyet. Fjernsynet avskjærer og tolker signalet som en kommando for å skru ned volumet, skifte kanal eller slå av eller på strømmen.

Avhengig av deres formål, kan fotodetektorer ha en rekke andre funksjoner. For eksempel bruker halvledere og halvlederkretser fotodetektorer for å lede en elektrisk strøm ved å endre lys til strøm. Når halvlederen blir utsatt for lys i sitt målspekter, absorberer halvledermaterialet fotoner som virker på elektroner for å skille elektronhullpar og skaper elektroner i en spent tilstand. Dette utfallet gjør at elektronene kan reise fritt som et ledende medium, noe som skaper en lysstrøm . Denne ledende handlingen gjør halvledere til en sentral basekomponent i praktisk talt all moderne elektronikk.